УДК: 629.7.018.2
АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ КОМПЛЕКСДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ХАРАКТЕРИСТИКБЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ
Олег Владимирович Дрозд1, Павел Владимирович Авласко2
1, 2 Сибирский федеральный университет, Красноярск, Россия
1 odrozd@sfu-kras.ru, orcid.org/0000-0001-7374-253X
2 pavlasko@sfu-kras.ru, orcid.org/0000-0003-3143-1279
Аннотация. При проектировании и проведении испытаний беспилотных летательных аппаратов ключевую роль выполняют измерительные комплексы имитационного и полунатурного моделирования, представляющие собой электромеханическую систему с цифровым управлением. Подобные комплексы разрабатываются на базе модульных измерительных платформ и включают широкий набор средств регистрации линейных и угловых ускорений, вибраций, линейных скоростей, крутящего момента, видеоизображений и звука. Разработку и отладку подобной системы предлагается уже на этапе проектирования выполнять автоматизированным образом с применением методологии модельно-ориентированного проектирования, при которой разрабатывается имитационная модель комплекса. В статье рассмотрена модель испытательного стенда для исследования характеристик беспилотного летательного аппарата, установленного на 6-координатном платформенном манипуляторе Гью-Стюарта. Модель включает модель генерации траектории движения БПЛА, имитатор автопилота, кинематическую модель манипулятора и подсистему расчёта текущего положения подвижной платформы манипулятора. В статье также рассмотрена процедура оценки точности тензометрических измерений, которая является одним из этапов полунатурных испытаний предлагаемого комплекса.
Ключевые слова: беспилотный летательный аппарат, функциональное моделирование, платформа Гью-Стюарта, модельно-ориентированный подход
Для цитирования: Дрозд О. В., Авласко П. В. Автоматизированный измерительный комплекс для исследования характеристик беспилотных летательных аппаратов // Цифровизация. 2022. Т. 3, № 2. С. 31–40. https://doi.org/10.37993/2712-8733- 2022-3-2-31-40. EDN: EKDTKR
Список цитируемой литературы
1. Abdellatif H., Heimann B. Computational efficient inverse dynamics of 6-DOF fully parallel manipulators by using the Lagrangian formalism // Mechanism and Machine Theory. 2009. V. 44. № 1. P. 192-207.
2. Chen F., Dong W., Yang M., Sun L., Du Z. A PZT Actuated 6-DOF Positioning System for Space Optics Alignment // IEEE/ASME Transactions on Mechatronics. 2019. V. 24. № 6. P. 2827-2838.
3. Cho H., Lee S., Han C. Experimental study on the aerodynamic characteristics of a fighter-type aircraft model in close formation fligh // Journal of Mechanical Science and Technology. 2014. V. 28. № 8. P. 3059-3065.
4. Dasgupta B., Mruthyunjaya T. S. A Newton-Euler formulation for the inverse dynamics of the Stewart platform manipulator // Mechanism and Machine Theory. 1998. V. 33. № 8. P. 1135-1152.
5. Gallardo J., Alcaraz L. A. Kinematics of the Gough-Stewart Platform by Means of the Newton-homotopy Method // IEEE Latin America Transactions. 2018. V. 16. № 12. P. 2850-2856.
6. Hamel P. G. (ed.) In-Flight Simulators and Fly-by-Wire/Light Demonstrators. Cham: Springer International Publishing, 2017, 345 p.
7. Liu J., Yue Z., Geng X., Wen S., Yan W. Long-Life Design and Test Technology of Typical Aircraft Structures. Singapore: Springer Singapore, 2018, 154 p.
8. Liu M., Egan G. K., Santoso F. Modeling, Autopilot Design, and Field Tuning of a UAV With Minimum Control Surfaces // IEEE Transactions on Control Systems Technology. 2015. V. 23. № 6. P. 2353-2360.
9. Luces M., Mills J. K., Benhabib B. A Review of Redundant Parallel Kinematic Mechanisms // Journal of Intelligent & Robotic Systems. 2017. V. 86. № 2. P. 175-198. EDN: YXEOUJ
10. Mardiyanto R. Development of Autopilot system of Unmanned Aerial Vehicle for Aerial Mapping Application // International Seminar on Intelligent Technology and Its Applications (ISITIA). 2018. P. 357-361.
11. Min-Jie L., Cong-Xin L., Chong-Ni L. Dynamics analysis of the Gough-Stewart platform manipulator // IEEE Transactions on Robotics and Automation. 2000. V. 16. № 1. P. 94-98.
12. Ni K., Liu Y., Mei Z., Wu T., Hu Y., Wen H., Wang Y. Electrical and Electronic Technologies in More-Electric Aircraft: A Review // IEEE Access. 2019. V. 7. P. 76145-76166.
13. Paw Y. C., Balas G. J. Development and application of an integrated framework for small UAV flight control development // Mechatronics. 2011. V. 21. № 5. P. 789-802. EDN: JYJBJR
14. Pradipta J., Sawodny O. ServoFlight: pneumatically actuated full flight simulator /// International Journal of Fluid Power. 2016. V. 17. № 1. P. 49-64. EDN: YWOUAT
15. Romano F., Sorrentino A., Pellone L., Mercurio U., Notarnicola L. New design paradigms and approaches for aircraft composite structures // Multiscale and Multidisciplinary Modeling, Experiments and Design. 2019. V. 2. № 2. P. 75-87.
16. Ruiz-Tolosa J. R., Castillo E. From Vectors to Tensors. Berlin Heidelberg: Springer-Verlag, 2005, 670 p.
17. Sedda S., Sardu C., Iuso G. Investigation of a novel VTOL aircraft concept for operations in urban areas // Aerotecnica Missili & Spazio. 2017. V. 96. № 3. P. 165-175.
18. Shukla A., Karki H., Behera L., Jamshidi M. M. Teleoperation by Using Nonisomorphic Mechanisms in the Master-Slave Configuration for Speed Control // IEEE Systems Journal. 2018. V. 12. № 2. P. 1369-1380.
19. Stewart D. A Platform with Six Degrees of Freedom // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers. 1965. V. 180. № 1. P. 371-386.